Когда электрон в атоме водорода переходит с одной орбиты на другую, более близкую к ядру, он теряет энергию. Эта потерянная энергия выделяется в виде фотонов. Можно определить частоту и длину волны этих фотонов, используя известную энергию перехода.
Дано:
Энергия фотона (E) = 3,03 * 10^-19 Дж.
Для расчета частоты (ν) и длины волны (λ) фотона используются следующие уравнения:
- Связь энергии фотона и частоты:
[ E = h \cdot \nu ]
где:
- ( E ) — энергия фотона (Дж),
- ( h ) — постоянная Планка ((6,626 \times 10^{-34} ) Дж·с),
- ( \nu ) — частота фотона (Гц).
Из этого уравнения можно выразить частоту:
[ \nu = \frac{E}{h} ]
Поставим значения:
[ \nu = \frac{3,03 \times 10^{-19}}{6,626 \times 10^{-34}} \approx 4,57 \times 10^{14} \text{ Гц} ]
- Связь частоты и длины волны:
[ c = \lambda \cdot \nu ]
где:
- ( c ) — скорость света в вакууме ((3 \times 10^8 ) м/с),
- ( \lambda ) — длина волны (м),
- ( \nu ) — частота (Гц).
Из этого уравнения можно выразить длину волны:
[ \lambda = \frac{c}{\nu} ]
Поставим значения:
[ \lambda = \frac{3 \times 10^{8}}{4,57 \times 10^{14}} \approx 6,56 \times 10^{-7} \text{ м} ]
Итак, получаем следующие результаты:
- Частота фотона ( \nu ) ≈ ( 4,57 \times 10^{14} ) Гц.
- Длина волны фотона ( \lambda ) ≈ ( 656 ) нм (нанометров).
Таким образом, при переходе электрона на более низкий энергетический уровень выделяются фотоны с частотой около ( 4,57 \times 10^{14} ) Гц и длиной волны около ( 656 ) нм. Эта длина волны находится в видимом спектре света и соответствует красному цвету.